Laden mit System – Das E-Auto intelligent laden
Damit die Verkehrswende gelingt, müssen Elektroautos unter anderem mit dem Stromnetz kommunizieren. Davon ist Gunnar Bärwaldt überzeugt, der im Volkswagen-Konzern die Entwicklung der Ladetechnologien koordiniert.
Alle Automobilhersteller erweitern ihr Modellangebot derzeit um Elektroantriebe. Erleben wir gerade den großen Aufbruch in Richtung Elektromobilität?
Ja. Schauen Sie auf die Klimaziele der Bundesregierung, an denen sich die Automobilbranche orientiert. Sie werden nur zu erreichen sein, wenn die Hersteller den Anteil von Elektroautos an ihren Fahrzeugflotten deutlich erhöhen. Das wird in den nächsten Jahren passieren.
Für einen erfolgreichen Hochlauf der E-Mobilität muss die Energieversorgung der E-Autos funktionieren. Wie fit sind die Stromnetze dafür Ihrer Ansicht nach?
Ich spreche mit vielen Vertretern der Netzwirtschaft. Die meisten sind bei diesem Thema relativ entspannt. Für die Phase, in der die Elektromobilität an Boden gewinnt, rechnen sie nicht mit flächendeckenden, sondern allenfalls mit lokalen Engpässen. Eine gewisse Unsicherheit kommt daher, dass niemand mit Gewissheit sagen kann, wann wie viele E-Autos in einer Straße oder einem Stadtviertel tatsächlich geladen werden – und wann das Netz zusätzliche Kapazitäten benötigt. Unbegründet ist aber die Sorge, dass das Netz in absehbarer Zeit dadurch überlastet wird, wenn viele Kunden zur gleichen Zeit laden. Das haben auch Modellprojekte wie die „E-Mobility-Allee“ von Netze BW in Ostfildern bei Stuttgart gezeigt.
Dennoch beschäftigen Sie sich intensiv mit der Frage, wie Elektromobilität in das Stromnetz integriert werden kann.
Weil wir weiter vorausdenken müssen. Gegenwärtig legen wir die Rahmenbedingungen für das Stromnetz der Zukunft in einer Zeit fest, in der Elektromobilität boomen wird. Der Automobilsektor und die Stromnetze arbeiten dann unter ganz anderen Voraussetzungen als heute. Dann sind auch die Stromnetze anders als heute gefordert. Bis dahin müssen viele Fragen zur Elektromobilität beantwortet sein, über die Automobilhersteller, die Energiewirtschaft und die Politik gegenwärtig noch diskutieren. Klar ist inzwischen zum Beispiel, dass das Elektroauto, die Ladestation am Carport, andere Stromverbraucher im Haushalt, das lokale Stromnetz und der Energieversorger miteinander kommunizieren müssen. Denn sie alle müssen Informationen austauschen, damit das E-Auto dann intelligent lädt, wenn der Strompreis am niedrigsten, das Stromnetz am wenigsten belastet ist und der Kunde so gut wie nichts davon merkt.
Das klingt kompliziert.
Das ist es auch. Das ist eine komplexe Geschichte, die wir branchenübergreifend durchdringen müssen, um Kunden später möglichst einfache Lösungen anbieten zu können. Dabei spielt auch das Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE eine wichtige Rolle. Denn wir brauchen seine Bemühungen um Standards und Spielregeln. Haben Autohersteller, Infrastrukturanbieter, Netzbetreiber und Energieversorger Standards für die Datenübermittlung festgelegt, können wir darauf Energiemanagementsysteme setzen, die das Aufladen des E-Autos im Kundeninteresse optimieren und dabei auch Netzaspekte berücksichtigen. Der Kunde wird davon wenig mitbekommen, weil diese Prozesse im Hintergrund laufen.
Wie funktioniert so ein intelligentes Lademanagement beim E-Auto konkret?
Im ersten Schritt wird der Kunde zum Beispiel über eine App dem System seinen Mobilitätsbedarf nennen. Also: Wann will ich am kommenden Tag welche Strecke zurücklegen? Das ist so ähnlich, als wenn ich entscheide, wann zu Hause die Heizung angehen und ob sie die ganze Nacht durchlaufen soll. Das Lademanagement-System wird dann für den folgenden Tag auf der Basis des Strompreises und der verfügbaren Netzkapazitäten einen Plan erstellen, wie mein E-Auto am besten für meinen speziellen Mobilitätsbedarf geladen wird. Zum einen wird etwa dann über Nacht geladen, wenn genügend Kapazität zur Verfügung steht und der Preis am günstigsten ist. Zum anderen kann auch Strom aus einem stationären Batteriespeicher zu Hause unabhängig von der Netzsituation zum intelligenten Laden genutzt werden. Dieser Speicher wird dann geladen, wenn der Strompreis besonders niedrig ist. Nun gibt es immer wieder Abweichungen vom Fahrplan – und auch darauf muss das System reagieren. Das kann zum Beispiel ein unerwarteter Engpass im Stromnetz sein – oder ich sage, ich möchte am nächsten Morgen früher als geplant losfahren. Dann muss ich aber gegebenenfalls mit einem höheren Strompreis rechnen.
Das alles läuft automatisch?
Ja. Und es geht noch weiter. Der nächste Schritt wird sein, dass mein E-Auto während der Fahrt mit einem Energiemanagement-System kommuniziert. Das Auto teilt ihm den aktuellen Energiebedarf mit – und das System erstellt dann einen Ladeplan für mich, an welchen Ladepunkten ich wie viel Strom tanken sollte, um mein Ziel zu erreichen. Käme es dann irgendwo auf der Strecke zu einem Netzengpass – und damit zu einem höheren Preis des Ladevorgangs – würde mir das -System anbieten, die Reise umzuplanen.
Damit diese Kommunikation funktioniert, braucht es Standards für die Informationsübermittlung, sagten Sie eben. Wie weit ist der Weg dorthin?
Da ist das Bild uneinheitlich. Es gibt schon den Standard ISO 15118, nach dem Daten zwischen Fahrzeug und Ladestation ausgetauscht werden. Wir sind auf einem guten Weg, was die Kommunikation zwischen Ladestation und den anderen Anlagen und Geräten in einem Haushalt angeht, zum Beispiel einem Batteriespeicher oder einer Wärmepumpe. Der EEBUS e.V. leistet hier sehr gute Arbeit. Wofür wir noch Zeit brauchen, sind Lösungen dafür, wie ein Kundensystem samt Ladestation mit dem jeweiligen Stromnetz und Energieversorger kommuniziert. Erst dann sind wir so weit, dass E-Autos wirklich netzorientiert und intelligent laden und währenddessen Flexibilität als Dienstleistung für das Stromnetz zur Verfügung stellen. Damit kann der Kunde dann sogar finanzielle Vorteile erlangen.
Automatisierte Prozesse, Lade- und Energiemanagement – es hört sich an, als würde das Leben für E-Autofahrer langfristig sehr viel besser werden. Aber das Auto an der Ladestation anschließen müssen sie immer noch selbst?
Das werden wir sehen. Irgendwann wird sicherlich das induktive Laden standardisiert. Dann lädt das Auto, indem es über ein Magnetfeld fährt. Vielleicht wird der Ladestecker künftig auch mit einem Roboterarm ins Fahrzeug gesteckt. Und auch autonom fahrende PKW werden sich am Markt etablieren. Dann kann ich als Autofahrer entscheiden, ob ich mein Fahrzeug zum Laden schicke. Da ist noch vieles denkbar und möglich.
